CVVL电机的结构优化研究

CVVL电机是一种用于提升发动机性能、降低汽车耗油量的一款永磁无刷直流电机,能够通过调节发动机气门升程大小减少泵气损耗。针对CVVL电机结构特点,利用有限元软件建立其结构模型,以平均电磁转矩、电机效率和响应时间为优化目标,并以定子槽肩宽、定子槽身宽、定子槽身高、定子铁心长度和每槽导体数为优化变量,通过粒子群算法的多目标优化方法对其结构进行优化,获得最优解集,最后利用数值模拟对电机性能数值分析,并通过样机试验验证多目标优化方法的可行性和有效性。通过对CVVL电机的结构优化,可以全面提升强化电机转矩、电机效率并缩短响应时间。

汽油机连续可变气门升程(CVVL)机构的模拟开发及试验研究

文章首先对连续可变气门升程(CVVL)机构降低油耗的原理进行深入阐述;其次对某1.6L自然吸气汽油机增加进气CVVL机构的模拟开发过程进行了详细介绍,获得了适合该款发动机的可变气门升程曲线的核心参数;最后对应用该款进气CVVL机构的发动机进行了台架性能验证试验。结果表明,该进气CVVL机构能够在基本满足动力性能的前提下全面改善发动机的油耗水平,初步达到了预期的效果。

CVVL发动机动态工况优化控制

为解决CVVL发动机在搭载车辆后出现的加速抖动甚至熄火和减速转速上冲问题,对发动机的动态工况控制和优化方法进行了研究。发动机测试结果表明,造成上述问题的根本原因是CVVL、节气门和可变气门正时(variable valve timing,VVT)三者不同的动态控制特性,发动机进气动态特性是各个进气控制机构控制效果的动态叠加。加油门时,CVVL动态响应速度快,而VVT切换动作延迟,进气量突然上冲,然后下降,产生进气波动,从而造成发动机转速抖动。减油门时,当CVVL动作比VVT动作慢,在VVT切换时,进气量首先上升,然后随CVVL升程下降而下降,造成发动机转速抖动,但减油门时问题一般没有加油门时明显。通过引入CVVL和VVT响应速度滤波时间,并采用CVVL,VVT和节气门开度协同控制,优化CVVL和VVT在加油门和减油门时控制效果,上述问题得到了有效解决,实现了发动机动态工况平顺、快速的切换。

连续可变气门升程机构的动力学仿真与试验

针对连续可变气门升程机构(CVVL)进行动力学仿真,分析了零件接触力、气门升程、气门落座速度和液压挺柱受力等。将仿真气门升程与测试气门升程进行对比,差值在±0.03mm以内,说明仿真模型较接近实际情况。CVVL机构通过了600小时6000r/min可靠性试验,零部件无异常磨损,气门无飞脱、反跳等现象。

连续可变气门升程系统对发动机燃烧和排放的影响

为了深入分析连续可变气门升程(CVVL)系统对增压直喷(TGDI)汽油发动机性能的影响,通过对典型工况点的台架测试,对比分析了可变气门升程对HC、NOx、CO、比油耗以及平均指示有效压力燃烧循环变动系数(COV-IMEP)的影响规律.结果表明,在各个转速下,COV-IMEP随发动机负荷增加而下降;低转速中等负荷时,COV-IMEP随气门升程的减小显著下降.HC随气门升程下降而下降,但下降幅度较小.NOx随气门升程下降显著上升,通过优化气门升程和推迟排气门正时机构相位角,可以有效抑制NOx的上升.利用CVVL系统的上述特点,在综合工况循环冷起动排放优化中,更多推迟点火角,加速三效催化器的起燃,而COV-IMEP保持在可接受的水平,从而大幅降低了排放水平.

永磁无刷直流电机的多目标优化研究

CVVL电机是一种用于提升发动机性能、降低汽车耗油量的一款永磁无刷直流电机,以其为研究对象,以提高转子输出转矩、电机效率、降低转矩脉动和定子槽满率为优化目标,以永磁体厚度、转子外径、定子内径、定子槽身宽和定子槽身高5个对优化目标影响最大的结构参数为优化变量,利用仿真软件ANSYS平台对永磁无刷直流电机结构作多目标优化,得到最优解集,最后通过仿真和试验验证优化方法的可行性,结果表明优化后的电机性能全面提升,满足优化目标,本文的多目标优化方法可为永磁无刷直流电机的结构优化提供参考。

基于ANSYS电机磁场分析与试验研究

为了能够满足CVVL技术发动机在高速区和低速区气门升程调节的要求,通过电机主要尺寸设计了一款永磁无刷直流电机,并运用ANSYS软件中RMxprt和Maxwell模块对该电机进行了磁场分析,最后试验验证了电机在规定负载量下电流和转速等情况,结果表明:该电机能够满足在规定转矩下的性能要求,仿真和试验能够吻合。

连续可变气门升程技术在汽油机上的应用研究

通过台架试验的方法,基于一台1.5L涡轮增压直喷汽油机,应用连续可变气门升程(CVVL)技术,在一定程度上实现米勒循环效果。在此基础上,对泵气损失、机械损失、理论热效率、米勒循环与LP-EGR的关系进行研究,提出优化方案并进行分析。试验结果显示,使用CVVL技术实现了米勒循环效果,泵气损失及机械损失均有一定降低,燃烧效率提高,但油耗降幅不明显。增大发动机压缩比,匹配LP-EGR系统,EGR降低油耗的作用非常明显,米勒循环的作用相对弱化,EGR对发动机的充气能力要求增强,导致米勒度有一定的降低。

一种连续可变气门升程机构试验

基于某汽油发动机开发一款具有升程异步开启及相位可变功能的连续可变气门升程机构。在缸盖试验台上测试该CVVL机构运动特性,测量多个凸轮轴转速下进气门的升程与偏心控制轴转角的关系,气门反跳验证以及在不同升程下气道数据采集。结果表明:该CVVL机构进气门实测升程与理论设计升程对比,效果良好,在凸轮轴转速3 000 r·min^(-1)以内,CVVL机构运行正常,未出现明显的气门升程曲线失真现象。

一种连续可变气门升程机构的动力学仿真

设计了一种连续可变气门升程（CVVL）机构,气门升程可在0~9.5mm连续可变,为该CVVL机构设计计算了凸轮型线和中间摇臂型线。利用GT-Power对该机构进行了动力学仿真,结果表明：在所有气门升程下,气门具有相同的开启、落座缓冲段,气门动力学性能良好;凸轮与滚轮接触应力偏大,分析了应力偏大的原因,并指出优化方向。

某连续可变气门升程机构的解锁功能优化设计

为了优化一种轴套轴式连续可变气门升程机构的解锁特性,通过系统分析机构解锁工作过程,对影响解锁特性的解锁运动与绕轴转动分别进行建模计算。根据计算结果,优化了机构的锁销间隙和解锁信号设置。结果表明,增大锁销间隙与采用斜率解锁信号能够明显改善解锁卡滞现象;锁销间隙在0.5°~0.7°之间,采用斜率小于1500的Slope解锁信号后,机构各油温下均能顺利解锁。计算结果得到了实测结果的验证。提出的解锁功能优化设计方法,能够在类似的叶片式液压马达系统中推广应用,能为此类系统的解锁特性研究和关键参数定义提供较大便利。